Innowacyjna architektura 5G oparta na sieciach wirtualnych
5G jest obiecującym rozwiązaniem otwierającym drzwi do epoki wszechłączności, w której łączność mobilna będzie dostępna dla wszystkich przedmiotów i wszystkich osób korzystających z niej. Będzie to miało ogromny wpływ nie tylko na życie codzienne i działalność gospodarczą: 5G umożliwi też stworzenie sprawnej sieci, która będzie w stanie przystosować się do różnych potrzeb gospodarki i poszczególnych gałęzi przemysłu, takich jak energetyka, transport i edukacja. Na przykład, niektóre organizacje potrzebują większej przepustowości, wyższego stopnia ochrony i niezawodności lub szybszego czasu odpowiedzi. Spełnienie wymagań potrzebnych do wdrożenia sieci 5G nie będzie polegać po prostu na wprowadzeniu nowych technologii dostępu radiowego – konieczne będzie przeprojektowanie całej architektury sieciowej. W ramach finansowanego przez UE projektu 5G NORMA wiodący gracze rynku usług mobilnych pracowali nad wzmocnieniem czołowej pozycji Europy w sektorze 5G. Podstawowym celem projektu było opracowanie innowacyjnej, nowoczesnej i elastycznej koncepcji architektury dla sieci mobilnej 5G. Konstrukcja ta powinna umożliwiać adaptację sieci do szerokiej gamy specyficznych dla konkretnych usług wymagań, tworząc w rezultacie innowacyjny, dostosowany do usług i kontekstu, kompletny łańcuch funkcyjny. Dostosowane sieci Projekt 5G NORMA miał za zadanie sprostać zróżnicowanym wymaganiom stawianym przed usługami mobilnymi nowej generacji. Środkiem do tego miałaby być elastyczna, kompletna architektura uwzględniająca zarówno sieć radiowa (RAN), jak i aspekty sieci szkieletowej. Pierwszym krokiem ku opracowaniu takiej architektury było rozłożenie funkcji sieciowych. Oznacza to, że niektóre funkcje sieciowe skonsolidowane w RAN zostaną przeniesione ze struktur fizycznych do wirtualnych. „Zaproponowana przez nas architektura umożliwia stworzenie dedykowanych sieci wirtualnych, które zostaną stworzone ponad wspólną, dzieloną infrastrukturą fizyczną. Te wirtualne sieci zostaną następnie dostosowane do szczególnych potrzeb aplikacji, usług, urządzeń, klientów czy operatorów”, wskazuje koordynator projektu, Peter Rost. Elastyczna alokacja funkcji sieciowych podnosi poziom elastyczności rozlokowywania, ponieważ zamiast różnicować parametry funkcji wspólnej sieci wirtualnej (ang. virtual network function, VNF), różne VNF mogą zostać przydzielone do różnych usług. „Najważniejszym aspektem elastycznej architektury proponowanej przez projekt 5G NORMA jest zdolność do konfigurowania różnych funkcji lub bloków funkcji (zarówno w odniesieniu do funkcjonowania, jak i fizycznej lokalizacji) i przydzielania ich do różnych warstw sieci”, zauważa Rost. W sumie, zespół projektu opracował 25 bloków funkcji dostępu i funkcji podstawowych. Zarządzanie warstwami sieci Rozwiązanie umożliwiające warstwowanie sieci zaproponowane przez projekt 5G NORMA, które polega na dzieleniu struktury sieciowej na wirtualne elementy, poza VNF pozwoli pozyskać środki finansowe także dzięki zdefiniowanej oprogramowaniem możliwości łączenia w sieci. Każda warstwa sieci kontrolowana jest przez dedykowany, zdefiniowany przez oprogramowanie kontroler (ang. software-defined mobile network controller, SDMN-C), natomiast część współdzielona kontrolowana jest przez koordynatora SDMN-C obejmującego wiele warstw. Organizujący SDMN jest przystosowany do zarządzania warstwami sieci przez cały ich cykl życia. Zespół stworzył też interfejs między różnymi modułami oraz kilka metod charakteryzowania interakcji pomiędzy różnymi komponentami systemu. Zdolność tej architektury do adaptacji została wzmocniona dzięki koncepcjom multi-tenancy i multi-service. Multi-tenancy to zdolność systemu do obsługi wielu usługodawców w ramach współdzielonej architektury. Multi-service oznacza świadczenie w ramach jednej platformy sieciowej wielu różnych usług o zróżnicowanych wymaganiach względem jakości rozumianej jako przesył i niezawodność. „Poprzez 5G NORMA konsorcjum starało się zapewnić stabilność ekonomiczną działania sieci i stworzyć możliwości dla nowych graczy, wykorzystując do tego dostosowaną do przyszłych wyzwań architekturę w sposób pozwalający obniżać koszty i zużycie energii”, podsumowuje Rost. Biorąc pod uwagę fakt, że przychody usługodawców generowane są przede wszystkim przez płatności użytkowników telefonów komórkowych za abonament, warstwowanie sieci na zasadzie koniec-koniec powinno umożliwić usługodawcom stworzenie nowych przedsięwzięć z klientami sektora pionowego.
Słowa kluczowe
5G NORMA, 5G, sieć wirtualna, architektura sieciowa, elastyczna architektura, warstwowanie sieci, usługi mobilne, funkcje sieci wirtualnej